Question

7．在“探究凸透镜成像规律”的实验中，小明同学进行了如下操作：

提出问题：
凸透镜成像的大小可能与哪些因素有关？
进行猜想：
凸透镜成像的大小可能与…等因素有关．
设计并进行实验：

实验 次数	物体到凸透镜的距离/cm	光屏上像到凸透镜的距离/cm	光屏上像 的大小
1	40	13.5	缩小
2	30	15	缩小
3	20	20	等大
4	15	30	放大
5	10	光屏上没有像
6	8	光屏上没有像

（1）小明在刚才调整好的光具座上，不断改变蜡烛与透镜间的距离，并移动光屏进行实验，获得实验数据如表所示；
结论与应用：
（2）分析数据可知该凸透镜的焦距是10cm；第4次实验与投影仪原理相似；
（3）分析数据可知物体到凸透镜的距离越近，光屏上像的大小就越大．
（4）小明继续探究近视眼的成因与矫正，把自己的近视眼镜放在蜡烛和透镜之间且靠近透镜的位置，光屏上原来清晰的像变模糊了，通过调节光屏的位置，使光屏上出现清晰的像，取下眼镜后，若不改变蜡烛和凸透镜的位置，应将光屏向靠近凸透镜的方向移动（“远离”或“靠近”），才能使像变清晰．此实验说明近视眼通过配戴合适的近视眼镜能矫正视力的原因是凹透镜对光有发散作用，使像会聚在视网膜上．
（5）在（4）中实验光屏上得到清晰像后，接着小勇同学用焦距为20cm的凸透镜乙替代刚才小明的凸透镜甲（此时物距为45cm），若不改变蜡烛与凸透镜的位置，要在光屏上再次成清晰的像，应将光屏向右移动（“向左移动”、“向右移动”或“保持不动”）；如果光屏不动只移动蜡烛的位置，则光屏上不可以（“可以”或“不可以”）出现清晰的像．

Answer 1

分析 （2）由表中数据可知，第3次实验，物距等于像距，成倒立等大的实像，据此求焦距；第4次实验，物距小于像距，f＜u＜2f成倒立放大的实像，投影仪就是根据这个原理制成的；
（3）分析第1、2、3、4次实验数据可知，物近像远像变大；
（4）近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，使原来会聚成像的光线推迟会聚，像远离凸透镜，取下眼镜后，要用光屏接到清晰的像，光屏要远离凸透镜；
（5）先是用焦距为10cm的透镜进行实验，确定物距和像距大小以及成像特点．
小勇用焦距为20cm的凸透镜乙替代刚才小明的凸透镜甲，不改变蜡烛和凸透镜的位置，确定此时的物距，根据凸透镜成像规律得出像距范围，进一步确定如何移动光屏；
知道此时像距10cm＜v＜20cm，光屏在一倍焦距之内，只移动蜡烛的位置，在光屏上不可以成像．

解答 解：
（2）由表中数据可知，第3次实验，物距等于像距，成倒立等大的实像，此时u=2f=20cm，该凸透镜的焦距f=10cm；第4次实验，物距小于像距，f＜u＜2f成倒立放大的实像，投影仪就是根据这个原理制成的；
（3）分析第1、2、3、4次实验数据可知，物体到凸透镜的距离越近，光屏上像到凸透镜的距离越大，像越大；
（4）近视眼镜是凹透镜，凹透镜对光线有发散作用，使原来会聚成像的光线推迟会聚，像远离凸透镜，取下眼镜后，要用光屏接到清晰的像，光屏要靠近凸透镜．此实验说明近视眼配戴合适的近视眼镜能矫正视力的原因是凹透镜对光有发散作用，使像会聚在视网膜上．
（5）先是用焦距为10cm的透镜进行实验，物距为45cm＞2f，在屛上得到清晰的实像，像距10cm＜v＜20cm．
小勇用焦距为20cm的凸透镜乙替代刚才小明的凸透镜甲，不改变蜡烛和凸透镜的位置，此时蜡烛处在乙透镜的一倍到二倍焦距之间，成像将在二倍焦距之外，即40cm之外，所以，要在光屏上成清晰的像，光屏将向右移动；
因为此时像距10cm＜v＜20cm，光屏在一倍焦距之内，所以只移动蜡烛的位置，在光屏上不可以成像．
故答案为：
（2）10；4；（3）大；（4）靠近；凹透镜对光有发散作用；（5）向右移动；不可以．

点评 本题为探究凸透镜成像规律的实验，涉及到的知识点很多，有凸透镜成像特点、焦距、凹透镜的发散作用、近视眼的原因和矫正等，综合性很强，使试题具有一定的难度．